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落体模型

如果一个物体以初始速度垂直抛掷或下落,然后只有重力影响它的运动,我们就说它是自由落体。

任何自由落体的位置由初始速度和初始高度决定。

如果 h 高度的单位是英尺吗? t 物体从初始高度下落的秒数 h 0 有初始速度或速度的 v 0 (inft/sec),则落体高度模型为: h t 16 t 2 + v 0 t + h 0

16 t 2 术语来自于重力将物体拉向地面的加速度。物体在特定时间的速度 t 为: v t 32 t + v 0

当一个物体以特定的初始速度从地面向上抛出时,初始高度为零,当一个物体从初始高度落下时,初始速度为零。的值 h 单位是米和 年代 单位是米/秒,重力加速度单位是米/秒 4.9 ,则方程为: h t 4.9 t 2 + v 0 t + h 0 然后是物体在特定时间的速度 t 为: v t 9.8 t + v 0

示例1:

一个球垂直向上抛掷,初始速度为 80 英尺/秒。之后球会飞多高 3. 秒?

t 3. v 0 80 英尺/秒

所以:

h 16 3. 2 + 80 3.

144 + 240

96 英国《金融时报》

示例2:

物体从的高度落下 120 的脚。假设没有空气阻力,它到达地面需要多长时间?

如果 h 以英尺为单位, t 物体下落的秒数是多少 h 0 为物体落点的初始高度,则落点高度模型为:

h 16 t 2 + h 0

注意这里的初速度是零。

替代 0 h 120 h 0 在模型中。 0 16 t 2 + 120

解方程 t

0 120 16 t 2 + 120 120

120 16 t 2

120 16 16 t 2 16

7.5 t 2

取平方根:

t 7.5

± 2.74

t 代表时间,它不能是负的。

因此,物体到达地面的时间大约为 2.74 秒。

这些方程被简化了。它们忽略了空气阻力,重力常数是近似的。此外,这个模型只适用于地球表面(海平面)。其他行星上的模型会有所不同,因为它们的重力不同。例如,在月球表面,用 h 单位是米和 v 0 以m/sec为单位,落体模型为 h 0.8 t 2 + v 0 t + h 0